黨參多糖及其結(jié)構(gòu)改性對免疫調(diào)節(jié)作用影響的研究進(jìn)展

郝艷艷 聶春霞 武曉偉 劉聰 郝旭亮

[摘要] 黨參為桔梗科多年生草本植物黨參、川黨參、素花黨參及同屬多種植物的根。黨參多糖類成分是其主要活性成分，具有調(diào)節(jié)免疫、促進(jìn)造血功能、抗氧化、耐缺氧、抗疲勞等功效。近年來關(guān)于多糖及其改性后對免疫功能調(diào)節(jié)相關(guān)研究成為多糖研究的熱點。本文綜述了黨參多糖及其結(jié)構(gòu)改性對免疫調(diào)節(jié)作用的研究進(jìn)展，以期為后續(xù)黨參多糖的開發(fā)應(yīng)用及開展多糖改性對機體免疫調(diào)節(jié)的研究提供思路。

[關(guān)鍵詞] 黨參多糖；改性；免疫調(diào)節(jié)；研究進(jìn)展

[中圖分類號] R284 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 1673-7210（2018）10（a）-0025-04

Research progress of Codonopsis pilosula polysaccharide and its structure modification on immune regulation

HAO Yanyan1 NIE Chunxia2 WU Xiaowei1 LIU Cong1 HAO Xuliang1

1.Chinese Traditional Medicine Prescription Institute， Shanxi Provincial Academy of Traditional Chinese Medicine， Shanxi Province， Taiyuan 030045， China； 2.Traditional Chinese Medicine College， Shanxi University of Chinese Medicine， Shanxi Province， Taiyuan 030619， China

[Abstract] Codonopsis pilosula is the root of perennial herbaceous codonopsis pilosula， Codonopsis pilosula， Succulent Codonopsis pilosula and other species in the same genus. Codonopsis polysaccharide component is its main active ingredient， which has functions of regulating immunity， promoting hematopoietic function， anti-oxidation， anti-anoxia， anti-fatigue and other effects. In recent years， studies on the regulation of immune function by polysaccharides and their modification have become a hot topic in the research of polysaccharides. This article focuses on the research progress of polysaccharides and their structure modification on immunoregulation of Codonopsis pilosula， which is commonly used in traditional Chinese medicine， in order to provide a basis for subsequent development of Codonopsis pilosula polysaccharides.

[Key words] Codonopsis pilosula polysaccharide； Modification； Immunomodulation； Research progress

多糖在自然界中蘊藏豐富，種類繁多。天然多糖化合物作為一種免疫調(diào)節(jié)劑越來越多地用于各種疾病的治療和康復(fù)。多糖的活性與其分子結(jié)構(gòu)存在密切聯(lián)系，研究發(fā)現(xiàn)，采用硫酸化[1]、金屬離子絡(luò)合[2]、羧甲基化[3]、乙酰基化[4]等方法對多糖分子結(jié)構(gòu)調(diào)整后，可以提高或賦予多糖新的生物活性。黨參為我國常用的傳統(tǒng)中藥，具有補中益氣，健脾益肺之功效。黨參多糖是其有效成分之一。同其他藥用植物多糖一樣，黨參多糖也具有廣泛的藥理作用?，F(xiàn)代藥理研究表明：黨參多糖具有增強機體免疫[5]、清除體內(nèi)自由基[6]和促進(jìn)血液再生[7]等功能。近年來，隨著植物多糖改性研究的日益趨多，有關(guān)黨參多糖的改性研究也得到了迅速發(fā)展。當(dāng)前研究主要集中在對黨參多糖的硫酸化[8]與硒化[9]修飾。本文綜述了近幾年有關(guān)黨參多糖結(jié)構(gòu)改性及其對免疫調(diào)節(jié)作用的影響研究進(jìn)展，為黨參多糖的綜合利用以及其他植物多糖研究提供依據(jù)及參考。

1 黨參多糖修飾

1.1 黨參多糖的硒化修飾

硒是生命活動的必需元素，天然硒多糖一般多存在于植物[10]或微生物中[11]，含量極低。目前，多糖硒化修飾和化學(xué)合成等方法是獲得大量硒多糖的主要途經(jīng)。硒化修飾是以亞硒酸及亞硒酸鹽為修飾劑，使硒元素與多糖中的單糖上兩個順式相鄰羥基在一定條件下形成五元環(huán)的亞硒酸酯多糖（圖1）。

硒多糖的化學(xué)結(jié)構(gòu)有別于普通多糖，形成了特殊的硒氧鍵（O=Se=O）[12]，構(gòu)成氧化酶的活性中心，增強機體的抗氧化能力和抵抗力。硒化修飾提高了微量元素硒的利用率，充分利用了硒元素及多糖自身的生物活性。此外，硒化后的多糖同時具有無機硒的活性及多糖的生理功能，與普通多糖比較，生物活性提高，更利于被機體吸收利用[13]。

1.2 黨參多糖的硫酸化修飾

硫酸化修飾是多糖修飾中常見的方法之一，也是提高多糖免疫活性的有效途徑之一。硫酸化修飾[14]是用硫酸中的SO3H+取代多糖分子中羥基末端、羧基末端或氨基末端的H+，使普通多糖轉(zhuǎn)變?yōu)榈牧蛩岫嗵牵▓D2）。修飾后的硫酸多糖與原有多糖相比，能夠更有效地刺激巨噬細(xì)胞和淋巴細(xì)胞的增殖，增強細(xì)胞因子的分泌。

同時，硫酸化修飾的中SO3H+對H+的取代度對硫酸多糖的免疫活性也有較大影響。硫酸化修飾增強了多糖的免疫活性，主要體現(xiàn)在刺激脾淋巴細(xì)胞和巨噬細(xì)胞的增殖、細(xì)胞因子的分泌等方面[15]。

2 黨參多糖改性對免疫調(diào)節(jié)功效的影響

2.1 對免疫器官的影響

胸腺和脾臟是機體重要的免疫器官：胸腺最主要的功能是產(chǎn)生T淋巴細(xì)胞，是T細(xì)胞分化成熟的場所，而脾臟是機體細(xì)胞免疫和體液免疫的中心。機體免疫力的高低與體內(nèi)胸腺和脾臟的發(fā)育狀況密切相關(guān)，而臟器指數(shù)是衡量胸腺與脾臟發(fā)育情況的初步指標(biāo)。

研究[16]發(fā)現(xiàn)，黨參多糖（CPPS）可有效增強環(huán)磷酰胺（CTX）所致的免疫抑制小鼠的胸腺、脾臟等器官指數(shù)及碳粒廓清速率，同時可有效減輕CTX所致的小鼠免疫功能抑制。林丹丹等[2]在此基礎(chǔ)上研究了硒化黨參多糖（sCPPS）對CTX所致免疫抑制小鼠免疫功能的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，硒化黨參多糖能夠增強免疫抑制小鼠的免疫活性，使小鼠脾臟指數(shù)、胸腺指數(shù)顯著提升，且sCPPS效果優(yōu)于CPPS，說明硒化修飾可以提高多糖的免疫活性。除此之外，硒化多糖對氧化損傷小鼠的脾臟有明顯改善作用，能顯著提高黨參多糖增厚小鼠的脾被膜厚度[17]，脾被膜越厚，調(diào)節(jié)血量的能力越強，脾血流量越大，對血液的濾過作用越大，免疫功能越強；同等劑量下，硒化后的黨參多糖促進(jìn)機體免疫調(diào)節(jié)作用更明顯。各多糖均能促進(jìn)小鼠脾臟的發(fā)育、結(jié)構(gòu)改善和淋巴細(xì)胞增殖，從而增強免疫。硒化修飾能進(jìn)一步提高黨參多糖的免疫活性，且有一定的劑量依賴關(guān)系，劑量越高，活性越強。

2.2 對體液免疫的影響

免疫球蛋白（Ig）是一種重要的免疫效應(yīng)分子，經(jīng)抗原誘導(dǎo)可轉(zhuǎn)化為抗體。Ig具體可分為IgG、IgM、IgA、IgD和IgE，其中IgM和IgG是血清抗體的主要來源，占機體免疫球蛋白總含量的70%～75%，其在體內(nèi)含量的多少能夠直觀地反映機體的免疫應(yīng)答能力和體液免疫水平。補體系統(tǒng)[18]是對機體非特異性免疫的重要補充，在機體的免疫應(yīng)答及免疫適應(yīng)中起調(diào)理、免疫吸附、吞噬、白細(xì)胞趨化及中和病毒等重要作用。研究[2]表明，在一定的劑量范圍內(nèi)，硒化修飾過后的黨參多糖與未修飾的黨參多糖相比，對環(huán)磷酰胺所致免疫抑制小鼠模型血清中IgG和IgM的含量具有更顯著的提高作用，說明硒化修飾能夠增強黨參多糖對機體免疫功能的提高作用?？贵w效價測定是指測定抗體的物理狀態(tài)及其在體內(nèi)的滯留時間，以及其與抗原反應(yīng)的多少來表示其免疫效果。秦韜等[19]用硝酸-亞硒酸鈉法對黨參多糖（CPPS）進(jìn)行硒化修飾，得到9種硒化黨參多糖sCPPS1～sCPPS9，這9種多糖的抗體效價均顯著高于免疫對照組和空白對照組（P < 0.05），其中sCPPS5和sCPPS8組的抗體效價顯著高于未修飾的CPPS組（P < 0.05）。硒化黨參多糖復(fù)方也可增強體液免疫。研究[20]發(fā)現(xiàn)，CAP-sCPP和GP-sCPP組抗體效價均顯著高于對照組和空白組（P < 0.05）。以上結(jié)果表明，硒化修飾能提高CPPS的免疫活性，硒黨參多糖在單獨用藥和聯(lián)合用藥的情況下都可作為免疫增強劑的組分藥。

2.3 對細(xì)胞因子的影響

細(xì)胞因子是具有廣泛生物學(xué)活性的小分子蛋白質(zhì)，其與對應(yīng)受體結(jié)合后可起到調(diào)節(jié)細(xì)胞生長、分化，調(diào)節(jié)免疫、促進(jìn)血細(xì)胞生成、促進(jìn)細(xì)胞生長以及損傷組織修復(fù)等多種功能。IL-2能激活多種免疫細(xì)胞，誘導(dǎo)淋巴細(xì)胞的增殖與免疫效應(yīng)。通過分析體內(nèi)IL-2 mRNA的表達(dá)水平，可以初步評價外周血中T淋巴細(xì)胞的活化程度及機體的細(xì)胞免疫狀態(tài)[21-22]。朱廣雙等[15]研究發(fā)現(xiàn)，sCPPS在濃度為1.563 μg/mL時，體內(nèi)IL-2 mRNA表達(dá)水平與對照組存在顯著差異，表明sCPPS可提高T淋巴細(xì)胞IL-2 mRNA的表達(dá)，從而促進(jìn)IL-2的分泌，發(fā)揮增強免疫作用。

2.4 對細(xì)胞免疫的影響

黨參多糖能增加淋巴細(xì)胞的數(shù)量和活力，使小鼠脾臟動脈周圍淋巴淋巴細(xì)胞密集[23]。在此基礎(chǔ)上，對sCPPS進(jìn)行研究，結(jié)果表明sCPPS產(chǎn)生與CPPS同樣的作用，使得小鼠脾臟動脈周圍淋巴鞘淋巴細(xì)胞染色加深，細(xì)胞密集，表明sCPPS同樣能夠刺激淋巴細(xì)胞的增生，從而促進(jìn)機體的細(xì)胞免疫[18]，且sCPPS p1高劑量增加小鼠脾臟動脈周圍淋巴鞘淋巴細(xì)胞密度的能力顯著高于CPPS p1同劑量，說明硒化修飾對黨參多糖的活性具有提高作用。此外，朱廣雙等[15]以不同濃度的硫酸化黨參多糖（sCPPS50c）對T淋巴細(xì)胞進(jìn)行作用，結(jié)果表明不同濃度的sCPPS50c均能顯著促進(jìn) T 淋巴細(xì)胞增殖；與植物血凝素-P（PHA-P）共同作用時，極低濃度（1.563 μg/mL）的sCPPS50c可顯著促進(jìn)T淋巴細(xì)胞增殖，表明硫酸化對多糖的免疫活性也具有提高作用。

復(fù)方硒化黨參多糖也有促進(jìn)淋巴細(xì)胞增殖的功能[22-23]。研究發(fā)現(xiàn)，CAP（當(dāng)歸多糖）[24]、CPP（黨參多糖）、GP（大蒜多糖）[25]及其硒化多糖sCAP[26]、sCPP[22]、sGP[23]都能增強機體免疫。在研究復(fù)方硒化多糖增強免疫活性時發(fā)現(xiàn)：硒化后的黨參多糖在與其他多糖聯(lián)合用藥后淋巴細(xì)胞的增殖率顯著高于未硒化的復(fù)方黨參多糖組，且增值率表現(xiàn)為CAP-sCPP組>GP-sCPP組>CPP-sCAP組>CPP-sGP組[22]。

3 黨參多糖改性的其他研究

絡(luò)合改性還可提高多糖的抗腫瘤性、抗氧化性等生物活性。研究[27-29]發(fā)現(xiàn)，大鼠在長期服用硒化修飾過的黨參多糖后，在急性低氧時的微血管管徑擴張減弱、血液流速減慢；急性低氧25 min后，大鼠血漿超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化氫酶（CAT）和谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）活力有不同程度的提高，活性氧（ROS）含量降低，表明黨參硒多糖對微血管及抗氧化酶產(chǎn)生作用。

CPPS-1對體外抗Ⅰ型單純皰疹病毒（herpes simplex virus type Ⅰ，HSV-Ⅰ）有一定的預(yù)防效果，但無顯著治療作用，但將CPPS-1硫酸化修飾后，能夠?qū)SV-Ⅰ具有較好的預(yù)防及治療效果[28]。陳文霞等[29]探討硒化紋黨參多糖并探討其抗人肺腺癌細(xì)胞A549的活性，結(jié)果表明在硒化條件為反應(yīng)時間5 h，反應(yīng)溫度60℃，投料比1∶1的條件下，硒化紋黨參多糖中含硒量可達(dá)1.07 mg/g（RSD為3.7%），產(chǎn)率可達(dá)50.3%（RSD為2.5%），對A549細(xì)胞的抑制率可達(dá)到49.36%（RSD為2.8%）；推測硒化紋黨參多糖可以作為抗腫瘤候選藥物。

多糖絡(luò)合改性的產(chǎn)物具有優(yōu)良的生物活性，多位研究人員發(fā)現(xiàn)，絡(luò)合后的金屬更容易被生物體所吸收利用。與傳統(tǒng)的補鐵劑比較，多糖鐵絡(luò)合物具有穩(wěn)定的高水溶性，能以分子形式被吸收，吸收率與硫酸亞鐵相當(dāng)。肖雄等[30]以土黨參多糖（campanumoea javanica polysaccharide，CJP）和氯化鐵（FeCl3）為底物合成土黨參多糖鐵配合物（CJP-Fe3+），鐵含量達(dá)到22.81%，CJP-Fe3+在pH 3～12范圍內(nèi)可以穩(wěn)定存在，配合物結(jié)構(gòu)不會被破壞，說明土黨參多糖鐵有較好的生物利用度，有望成為一種新的生物活性補鐵劑。

4 小結(jié)

隨著生活和科技水平的不斷提高，多糖改性方法越來越多，多糖的改性技術(shù)逐漸從實驗室進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化。黨參多糖具有資源豐富、價格低廉、安全高效、毒副作用小等優(yōu)點，具有良好的開發(fā)潛力與應(yīng)用前景。目前，國內(nèi)對黨參多糖的研究多局限于其本身的結(jié)構(gòu)，主要作為免疫佐劑和飼料添加劑使用，應(yīng)用范圍較窄，缺乏深度開發(fā)和研究。采用不同改性方法對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行修飾，發(fā)展對其改性方面的研究，并深入研究各種改性產(chǎn)物對其免疫效果的影響，探討不同改性產(chǎn)物和疾病機制下的作用機制，擴大并優(yōu)化其免疫調(diào)節(jié)功能。

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（收稿日期：2018-05-03 本文編輯：蘇 暢）